Naukowcy zaobserwowali jak umierająca gwiazda pochłania planetę

Z pomocą International Gemini Observatory naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali, jak umierająca gwiazda pochłania planetę, która ją okrąża. Podobny los czeka kiedyś Ziemię.

.Dzięki wieloletnim obserwacjom tysięcy gwiazd w różnych stadiach życia astronomowie zdołali już zrozumieć, jak gwiazdy się rodzą, ewoluują i umierają oraz jak oddziałują z towarzyszącymi im planetami.

Umierająca gwiazda zaobserwowana przez naukowców

.Uważa się, że kiedy gwiazda wielkości Słońca kończy swój żywot, zwiększa swoje rozmiary od 100 do 1000 razy, pochłaniając wewnętrzne planety. Według obliczeń astronomów, w ciągu roku w całej Drodze Mlecznej ma miejsce jednak tylko kilka takich przypadków. Choć już wcześniej udawało się dostrzec skutki takiego zdarzenia, to nigdy nie zaobserwowano, jak zachodzi.

Teraz udało się tego dokonać z pomocą Obserwatorium Gemini, a konkretnie jednego z dwóch teleskopów – Bliźniaka Południowego (Gemini South telescope), działającego w Andach. Umierająca, rozszerzająca się gwiazda znajduje się 13 tys. lat świetlnych od Ziemi. Bliska jej planeta znalazła się na razie wewnątrz materiału wyrzuconego w trakcie niskoenergetycznej eksplozji na powierzchni gwiazdy.

„Obserwacje te dają nam nową perspektywę dla badań miliardów gwiazd, które w Drodze Mlecznej pochłonęły już towarzyszące im planety” – mówi Ryan Lau, astronom z NOIRLab, autor publikacji, która ukazała się w magazynie „Nature”.

Jak wyjaśniają badacze, gwiazda tego typu przez większość życia czerpie energię z zachodzącej w jądrze zamiany wodoru w hel. Powstające ciśnienie zapobiega zapadaniu się gwiazdy pod wpływem własnej grawitacji. Kiedy wodór w jądrze się skończy, obecny w nim hel zaczyna przemieniać się w węgiel; tymczasem fuzja jąder atomowych wodoru w jądra helu zaczyna mieć miejsce w zewnętrznych partiach gwiazdy, co powoduje ich dramatyczną ekspansję.

Podobna do Słońca gwiazda zamienia się wtedy w tzw. czerwonego olbrzyma, pochłaniającego pobliskie globy. Gwiezdna materia coraz silniej oddziałująca na planety powoduje dodatkowo ich spowolnienie, a przez to coraz większe zacieśnianie ich orbit – zapadanie się w stronę gwiazdy.

Pierwsze wskazówki odnośnie zaobserwowanego teraz, rzadkiego zdarzenia dostarczyły dane z projektu szerokokątnej obserwacji nieba Zwicky Transient Facility. Potem potwierdziły je obserwacje prowadzone kosmicznym teleskopem NEOWISE.

Jednak do odróżnienia opisanego pochłonięcia planety przez gwiezdną materię od częstych koronalnych wyrzutów masy – potrzeba szczególnie wysokiej rozdzielczości i dłuższych obserwacji. Umożliwiło to właśnie Obserwatorium Gemini.

Znaczenie nowej obserwacji i rozwoju badań

.„Bliźniak Południowy cały czas poszerza nasze rozumienie wszechświata, a te nowe obserwacje potwierdzają przewidywania odnośnie naszej planety. Odkrycie to stanowi doskonały przykład tego, co można osiągnąć łącząc światowej klasy teleskop i naukową współpracę na najwyższym poziomie” – mówi Martin Still z Obserwatorium Gemini.

„Dzięki rewolucyjnym badaniom w świetle widzialnym i podczerwieni możemy teraz, w czasie rzeczywistym, być świadkami takich zdarzeń w Drodze Mlecznej. To świadectwo niemal pewnej przyszłości naszej planety” – dodaje Kishalay De, astronom z MIT, główny autor publikacji.

Otoczenie planety przez materię gwiazdy trwało 100 dni. Wyrzucona przez gwiazdę materia zawierała wodór o masie 1/3 masy Ziemi i drugie tyle pyłu. Sama gwiazda ma natomiast masę od 0,8 do 1,5 mas Słońca, a planeta – od 1 do 10 mas Jowisza.

Odkrycie przyniosło też inną korzyść. Pozwoliło udoskonalić metody obserwacyjne i ułatwi poszukiwania innych zdarzeń tego rodzaju. Może się to okazać szczególnie przydatne po uruchomieniu w 2025 r. budowanego właśnie teleskopu – Vera C. Rubin Observatory – twierdzą naukowcy.

Co równie ważne, podobny los – jak opisanej planety – z czasem czeka Merkurego, Wenus, a także Ziemię, kiedy za ok. 5 mld lat umierać będzie Słońce.

„Myślę, że w tych wynikach jest coś niezwykłego – coś, co mówi o niestałości naszej egzystencji. Po miliardach lat życia Układu Słonecznego, nasz koniec prawdopodobnie będzie miał postać trwającego kilka miesięcy ostatecznego błysku” – mówi dr Lau.

Więcej informacji w artykule źródłowym (https://www.nature.com/articles/s41586-023-05842-x).

Pokojowe korzystanie z zasobów Układu Słonecznego

.„Wiedza o pochodzeniu i składzie asteroid w naszym Układzie Słonecznym może w najbliższej przyszłości odgrywać kluczową rolę w eksploatacji przestrzeni kosmicznej. Taka eksploatacja stwarza możliwości, ale i dotyka kwestii moralnych” – pisze Guy CONSOLMAGNO SJ, amerykański planetolog, astronom, popularyzator nauki i jezuita. 

Jak dodaje, „główną motywacją naszej pracy w Obserwatorium Watykańskim jest zrozumienie, jak 4,6 miliarda lat temu powstawały planety. Badanie meteorytów może dać nam wgląd w asteroidy, a tym samym wskazówki do historii samego Układu Słonecznego”.

„W ciągu kilku następnych dziesięcioleci asteroidy mogą stać się nowymi źródłami zasobów naturalnych. W ostatnich miesiącach 2018 r. dwie oddzielne sondy kosmiczne, jedna japońskiej agencji kosmicznej JAXA, a druga amerykańskiej NASA, dotarły do asteroid, których niewielkie rozmiary i bliskie Ziemi orbity sprawiają, że są one ciałami niebieskimi, które mogą posłużyć jako źródła minerałów w nieodległej przyszłości. Obie misje mają na celu powrót sond na Ziemię po pozyskaniu niewielkich próbek tych ciał do badań naukowych. Istnieje już technologia eksploatacji tych obiektów – na razie na małą skalę. Pozyskanie tych zasobów stwarza zarówno możliwości, jak i zagrożenia, z których społeczeństwo powinno zdawać sobie sprawę” – pisze Guy CONSOLMAGNO SJ.

PAP/Marek Matacz/WszystkoCoNajważniejsze/PP